力的平衡练习讲解.docx

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力的平衡练习讲解

翔安一中2012-2013学年上高一物理练习14周

（1）

内容：

力的平衡之三力平衡

班级姓名座号

求解共点力作用下平衡问题的解题步骤：

（1）确定研究对象

（2）对研究对象进行受力分析，并画受力图；要求：

作图规范（尺子、铅笔）

（3）据物体的受力和已知条件，采用力的合成、分解、图解、正交分解法，确定解题方法；

（4）解方程，进行讨论和计算。

一、三力平衡（可用合成与分解法）

1、如图所示，如果篮球的重Ｇ=15Ｎ，α=300。

求：

细绳对球的拉力和墙面对球的支持力各是多少？

解法一：

分解法解法二：

合成法

2.、如图所示，悬挂在天花板下重60N的小球，在均匀的水平风力作用下偏离了竖直方向θ=30°角.试求风对小球的作用力和绳子的拉力。

解法一：

分解法解法二：

合成法

3、如图所示，用绳子将重物挂起，OB与天花板的夹角

，OA水平，如图所示。

若鸟笼重为G。

求绳子OA和OB对结点O的拉力。

解法一：

分解法解法二：

合成法

4、重为G的球，被一竖直光滑挡板挡住，静止在倾角为30°的光滑斜面上，求斜面对球的支持力N1和挡板对球的支持力N2.

解法一：

分解法

30°

解法二：

合成法

30°

翔安一中2012-2013学年上高一物理练习14周

（2）

内容：

力的平衡之四力平衡

班级姓名座号

二、四力平衡（用正交分解法）

5.（2011·荆州高一检测）如图所示，水平地面上的物块，在斜向上、与水平方向成

角的拉力F的作用下，向右做匀速直线运动，已知物体重为G，求物块与地面的滑动摩擦因数

【变式训练】若将F改为斜向下推，与水平方向成

角，求物块与地面的滑动摩擦因数

6、如图所示，一个质量为m的物体，在平行于斜面的拉力F作用下，沿着倾角为α的斜面匀速向上运动，求物体与斜面间的动摩擦因数μ

【变式训练】若物体匀速向下运动，求物块与地面的滑动摩擦因数

7.、（2011·深圳高一检测）如图所示，物体质量为m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的动摩擦因数为μ,若要使物体沿墙向上匀速运动，试求外力F的大小.

8、用弹簧秤称物块时，读数是7.5N。

用弹簧秤拉着该物块沿着倾角为370的斜面向上匀速滑动时，读数是6N。

取Sin370=0.6，求物块与斜面间的动摩擦因数μ

9.木块在倾角为

的斜面上运动，若木块与斜面之间的动摩擦因数为μ，该木块恰能沿斜面匀速下滑，则

应满足什么条件？

翔安一中2012-2013学年上高一物理练习14周（3）

内容：

力的平衡之动态平衡问题

班级姓名座号

知识解说：

动态平衡问题

一：

所谓动态平衡问题，就是通过控制某一物理量，使物体的状态发生缓慢变化。

由于缓慢变化，可认为物体始终处于平衡状态。

分析动态平衡问题通常有两种方法。

1．解析法：

对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出因变参量与自变参量的一般函数式，然后根据自变参量的变化确定因变参量的变化。

2．图解法：

对研究对象进行受力分析，再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图（画在同一个图中），然后根据表示力的有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。

二：

方法的选择：

若物体在三个力作用下平衡，且一个力大小、方向不变，另一个力的方向不变，第三个力的大小、方向都变化，可用图解法求解。

若不能用图解法就选择解析法中的相似三角形法（如例2）

若四力平衡问题可用解析法（如例3）

例1：

如图所示，保持O点及θ角不变，A点缓慢上移（绳OA的长度可变），问在A点上移的过程中，O点对两绳的拉力FOA、FOB如何变化?

分析：

O点在三个力作用下平衡，且一个力大小、方向不变，另一个力的方向不变，第三个力的大小、方向都变化，可用图解法求解.

【标准解答】重物对O点的拉力F=G是已知的，它沿两绳方向的分力FOA、FOB，而FOB的方向是确定的。

由图可看出FOA、FOB变化情况.

答案:

FOA先减小至最小值（此时FOA⊥FOB）再逐渐增大，FOB逐渐减小

巩固练习1：

重为G的球，被一竖直光滑挡板挡住，静止在倾角为30°的光滑斜面上，

30°

球对斜面的压力为N1，球对挡板的压力为N2。

在将挡板逐渐转至水平的过程中，N1、N2如何变化？

巩固练习2：

用轻绳将重球悬挂在竖直光滑墙上，如左下图所示，当悬绳变长时，绳子的拉力和墙对球的弹力如何变化。

（此题可用图解法和解析法求解）

解法一：

图解法解法二：

解析法

例2：

如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细绳一端栓一小球，小球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮。

今缓慢拉绳使小球从A点滑向半球顶点（未到顶点），则此过程中，小球对半球的压力T及细绳的拉力T大小如何变化？

例3：

人站在岸上通过定滑轮用绳牵引低处的小船，如图所示，若水的阻力恒定不变，则在船匀速靠岸的过程中，下列说法正确的是（）

A.绳的拉力不断增大B.绳的拉力保持不变

C.船受到的浮力保持不变D.船受到的浮力不断减小

翔安一中2012-2013学年上高一物理练习14周（4）

内容：

力的平衡之综合练习

（一）

班级姓名座号

1.下列物体中处于平衡状态的是（））

A.静止在粗糙斜面上的物体B.沿光滑斜面下滑的物体

C.在平直路面上行驶的汽车D.做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间

2.下列关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是（）

A.如果物体的运动速度为零，则必处于平衡状态

B.如果物体的运动速度大小不变，则必处于平衡状态

C.如果物体处于平衡状态，则物体沿任意方向的合力都必为零

D.如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相同

3.一个物体受到三个共点力的作用，如果三个力的大小为如下各组情况，那么有可能使物体处于平衡状态的是（）

A.1N4N7NB.2N6N9NC.2N5N8ND.6N8N6N

4.如图所示，物体A和B一起沿斜面

匀速下滑，则物体A受到的力是（）

A.重力，B对A的支持力

B.重力，B对A的支持力、下滑力

C.重力，B对A的支持力、摩擦力

D.重力，B对A的支持力、摩擦力、下滑力

5.（2011·荆州高一检测）如图所示，水平地面上的物块，在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速直线运动，则下列说法正确的是（）

A.物块可能受到四个力的作用

B.物块可能受到三个力的作用

C.物块受到的滑动摩擦力的大小为Fcosθ

D.水平地面对物块的支持力的大小为Fsinθ

6.（2010·广东高考）

如图为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA，FB，灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是（）

A.FA一定小于G

B.FA与FB大小相等

C.FA与FB是一对平衡力

D.FA与FB大小之和等于G

7.如图所示，一重为8N的球固定在

AB杆的上端，今用弹簧测力计水平拉球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为6N，则AB杆对球作用力的大小为（）

A.6NB.8NC.10ND.12N

8.如图所示，某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变化，其余三个力的大小和方向不变，则此时物体所受到的合力为

θ

9.如图所示，电线AB下有一盏电灯，用绳子BC将其拉离墙壁。

在保证电线AB与竖直墙壁间的夹角θ不变的情况下，使绳子BC由水平方向逐渐向上转动，则绳子BC中的拉力的变化情况是（）

A.逐渐增大B.逐渐减小

C.先增大，后减小D.先减小，后增大

10.如图所示，是一种测定风力的仪器，P是质量为200g的金属球，固定在一根细长钢性的金属丝下端，当无风时金属球自然竖直下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向，刻度盘上的角度就能反映出风力的大小.若某一时刻风从图示的水平方向吹向金属球P时，金属丝向左偏离竖直的角度θ=30°而处于静止.（g取10N/kg）

则

（1）此时风力和金属丝拉力分别有多大？

（2）有人说：

“若角度变为2θ，则风力也为原来的2倍”你认为这个结论对不对？

为什么？

翔安一中2012-2013学年上高一物理练习14周（5）

内容：

力的平衡之综合练习

（二）

班级姓名座号

1．为了行车的方便和安全，高大的桥要造很长的引桥（即通向桥的一段倾斜的路面），其主要的目的是

A．减小过桥车辆受到的摩擦力

B．减小过桥车辆的重力

C．增大过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力

D．减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力

2．如图,重物的质量为m，轻细线AO和BO的A、B端是固定的。

平衡时AO是水平的，BO与水平面的夹角为θ。

AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是：

（）KS5U

A．F1=mg/cosB．F1=mgtan

C．F2=mgsinD．F2=mg/sin

3、如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点．设滑块所受支持力为N，OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是（　　）

A．F＝B．F＝mgtanθ

C．N＝D．N＝mgtanθ

4、如图所示，小球系在细绳的一端，放在光滑斜面上，用一水平力向左沿水平方向推动斜面，使小球上升（设斜面最高点足够高），那么，小球在上升过程中，绳的拉力将（　　）

A．先增加后减小

B．先减小后增大

C．一直增加

D．一直减小

5、如图所示，一个均匀光滑的小球，放在竖直墙壁和斜木板之间，当θ角缓慢增大时（θ＜90°），则（）

A.墙壁受到的压力增大B.墙壁受到的压力较小

C.木板受到的压力不变D.木板受到的压力增大

6、如图所示，某装卸工人斜向下推着质量为m的木箱在水平地面上匀速运动，已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ，该工人推力与水平面间夹角为α，请作出木箱的受力示意图，并求工人推力的大小．

7.如图所示，质量为m的物体，在与竖直线成θ

角，大小未知的恒力F作用下，沿竖直墙壁匀速向上滑动，物体与墙壁间的动摩擦因数为μ，求墙对木块的正压力大小N和恒力F的大小。

θ

8、两个相同的小球A和B，质量均为m，用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用长度也相同的细线连接A、B两小球，然后，用一水平方向的力F作用在小球A上，此时三根细线均处于伸直状态，且OB细线恰好处于竖直方向，如图所示。

两小球均处于静止状态，并可视为质点，则

（1）OB绳对B球的拉力为多大？

（2）OA绳对A球的拉力为多大？

（3）作用力F为多大？

翔安一中2012-2013学年上高一物理练习15周（6）

内容：

力的平衡之验证力的平行四边形

班级姓名座号

一、课堂练习

1.做“探究力的平行四边形定则”的实验，在水平放置的木板上铺一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板的A点，橡皮条的另一端拴上两细绳套，如图实－2－6所示，两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度拉橡皮条使之伸长，到达某一位置O时需记下__________、________，描下________，再用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条拉长，使结点到达位置________，再记下________________________．

在坐标图中已画出两弹簧秤拉力的图示，已知方格每边长度表示1.0N，试用作图法画出合力F的图示，并由此得出合力F的大小为______________________N。

2.在该实验中，合力与分力的作用效果相同，这里作用效果是指（　　）

A．弹簧测力计的弹簧被拉长B．固定橡皮条的图钉受拉力产生形变

C．细绳套受拉力产生形变D．使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度

3.在做“验证力的平行四边形定则”的实验中，为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是_____________.

A．使用测力计前应校对零点

B．选弹性很好的橡皮条

C．两细绳套必须等长

D．用测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过测力计量程

E．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上

F.实验中两次拉细绳套须使结点到达同一位置

G.用两个弹簧秤拉时，细绳套间的夹角越大越好

H．用测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行

I．描点作图时铅笔应尖一些，作图比例尽量大一些

J．把橡皮筋的另一端拉到O点时，两把测力计之间夹角应取90°，以便算出合力大小

4.做“验证力的平行四边形定则”实验时，所用到的实验器材有方木板、白纸、橡皮条、细绳套两根、图钉几个、弹簧测力计（两个）、三角板、刻度尺。

（1）实验中用两个弹簧测力计把橡皮条拉到一定长度并记下结点位置O，此时还需记下__________________和_________________；再改用一个弹簧测力计时，也要把橡皮条结点拉到同一位置，以保证前后两次力的作用效果相同。

（2）若F1和F2表示两个互成角度的力，F表示由平行四边形定则作出的F1与F2的合力；

表示用一个弹簧测力计拉橡皮筋时的力，则可以判断（填“甲”或“乙”）图中的实验结果是符合事实的。

甲乙

二、巩固练习

1.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验，主要步骤如下：

A.在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；

B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；

C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；

D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；

E.只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；

F.比较力F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论.

上述步骤中：

（1）有重要遗漏内容的步骤的序号是　　　　和　　　　；

（2）遗漏的内容分别是　　　　　

和　　　　　　　.

2、在“互成角度的两个力的合成”的实验中

（1）实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作正确的是________

A．同一次实验过程中，O点的位置可以变动

B．实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计所指示的刻度

C．实验时，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条的另一端拉到O点

D．实验中，把橡皮条的另一端拉到

点时两个弹簧秤之间夹角应取90°，以便计算合力的大小

3.某同学在做“互成角度的两个力的合成”的实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图实所示.

（1）试在图（a）中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力

（2）有关此实验，下列叙述正确的是　　　　.

A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大

B.橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力

C.两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同

D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可

（3）图（b）所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实？

（力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示）

答：

.

（4）在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是（至少写出两种情况）

答：

.

4.探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理，其等效性是指（　　）

A．使两分力与合力满足平行四边形定则

B．使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合

C．使两次橡皮筋伸长的长度相等

D．使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变

力的平衡补充练习

1、（10分）如图，轻绳OA一端系在天花板上，与竖直线夹角37°，轻绳OB水平，一端系在墙上，O点处挂一重为40N的物体．

（1）求AO、BO的拉力各为多大？

（2）若AO、BO、CO所能承受的最大拉力均为100N，则所吊重物重力最大不能超过多大？

（要求作出受力图，sin370=0.6cos370=0.8）

2、（14分）如图所示，斜面倾角为θ=370，在斜面上放着一重为100N的物体，问：

（1）物体对斜面的压力有多大？

（2）如果物体静止不动，那么物体受到的摩擦力多大？

方向如何？

（3）如果物体和斜面间的动摩擦因数为0.2，那么让物体下滑，在下滑过程中物体受到的摩擦力多大？

方向如何？

（要求作出受力图，sin370=0.6cos370=0.8）